EP0354389B1 - Verfahren zum Herstellen eines Formteiles aus Sinterstahl und daraus hergestelltes Formteil - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Formteiles aus Sinterstahl und daraus hergestelltes Formteil Download PDF

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EP0354389B1
EP0354389B1 EP89113211A EP89113211A EP0354389B1 EP 0354389 B1 EP0354389 B1 EP 0354389B1 EP 89113211 A EP89113211 A EP 89113211A EP 89113211 A EP89113211 A EP 89113211A EP 0354389 B1 EP0354389 B1 EP 0354389B1
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Dieter Dr.Rer.Nat. Pohl
Hans A. Dipl.-Ing. Härle
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Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
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Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B22F3/26—Impregnating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20—Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a molded part from sintered steel, sintered steel powder being compression-molded and sintered, after which the sintered part is austenitized by heating to temperatures above 800 ° C. and then rapidly cooled.
  • the invention also relates to a molded part produced by the method.
  • US Pat. No. 2,566,752 describes a method for producing an iron-containing metal part, namely a composite part.
  • the composite part including copper infiltrated to achieve a higher strength For this purpose, it is proposed, after cooling, for example in oil or water, to reheat the metal to a temperature between 300 and 600 ° C. for a period of one to three hours in order to achieve infiltration of the desired constituents into the structure and thereby to increase the strength of the part.
  • One of the essential features of the known molded parts made of sintered steel is the accuracy with which they can be produced. Diameter tolerances of high quality can be achieved. After the usual work sequence with a compression molding and a subsequent sintering, the sintered molding is calibrated for this. The high accuracy is achieved through the calibration process. Shaped parts that are not post-treated by calibration or another work process do not have such a high tolerance with sufficient repeatability.
  • Sintered steels can achieve considerable yield strengths and tensile strength values, but their plastic deformability, which is measured, for example, as the elongation at break, and their toughness, which is measured, for example, as impact energy, are low.
  • the strength limits the achievable accuracy of sintered molded parts. This is because post-sintering is economical, e.g. by calibration, can only be carried out if the strength of the material does not exceed 500 to a maximum of 600 N / mm2. Sintered steels with a significantly higher tensile strength can be easily produced, e.g. up to about 1200 N / mm2 tensile strength, because molded parts made from such materials can also be pressed and sintered, but they can no longer be economically calibrated to increase accuracy.
  • a high strength of sintered steels can be achieved by alloying measures or by heat treatment, if necessary by a combination of both measures. Alloy-related measures have the disadvantage mentioned that they have high strength is achieved, but no economic calibration was possible to achieve the required accuracy.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method for producing a sintered part and a sintered part produced thereafter, which has a high strength but at the same time also has good ductility, with the aim of achieving the highest possible dimensional accuracy.
  • the temperature range and the conversion time depend on the steel composition.
  • the first possibility is that the compression of the part to be sintered is chosen so high that a pore volume of less than 8% is achieved. With such a percentage, the pores are essentially no longer interconnected. This means that salt can then only settle into pores during the heat treatment which are open towards the surface of the sintered part. From there it can be easily washed out later.
  • the second possibility is that the pores of the sintered part are at least partially filled with a filler which is resistant to the agents and chemicals used in a rapid cooling in a bath.
  • metallic substances whose melting point is above the temperature of austenitizing but below the sintering temperature. This is e.g. generally the case for copper and corresponding copper alloys.
  • non-metallic substances such as e.g. ceramic materials are used.
  • ceramic materials e.g. Silicates or a mixture or a thin paste of talc and water glass possible.
  • Numerous sintered steel powders commonly used in sintering molded parts are suitable for intermediate stage tempering. Both fully alloyed, i.e. atomize, as well as mixed alloy or alloyed powder. Pre-alloyed powders are obtained by melting iron with the desired alloy components, after which the melt is atomized into powder, which is then compression-molded in the usual way.
  • Mixed alloy powder means that iron powder is mixed with alloy powder, after which the dry powder mixture is also compression molded.
  • a middle way is the combination of both processes, which creates an alloyed powder for the subsequent compression molding.
  • alloyed powders with, for example, 1.5 to 2% by weight of Ni, 0.3 to 0.6% by weight of Mo will be mixed with a corresponding residual amount of iron, and 0.3 to 1% by weight of graphite can also be added .
  • copper can be tolerated as a shrinking alloy element in the usual framework.
  • a molded part 1 is formed whose pores 2 are filled with copper.
  • Tests with tensile tests have shown the following property values for the above example: Status R p N / mm2 R m N / mm2 A% State of the art only sintered 420..510 530..680 2.0..3.0 State of the art: hardened and tempered 900..1040 1050..1165 1.6..2.9 bainitized (intermediate stage tempered) 685..740 780..850 7.5.9.3
  • field 3 with an alloy of FE-Cu-Ni-Mo-C having the highest tensile strength values with a relatively low elongation. If the same sintered alloy steel is hardened and tempered, field 4 is obtained. When copper is infiltrated at the same time during the sintering process and subsequent heat treatment as in field 4, field 5 with the highest tensile strength values is obtained, although the elongation is again relatively low.
  • Field 6 shows the values for a sintered part produced by the method according to the invention. As can be seen from this, the tensile strength is significantly higher than that of sintered steels without any treatment and only insignificantly lower than with a hardened and tempered alloy steel. In contrast, however, the percentage elongation is several times better.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formteiles aus Sinterstahl, wobei Sinterstahlpulver formgepreßt und gesintert wird, wonach das Sinterteil durch eine Erwärmung auf Temperaturen von über 800 °C austenitisiert und anschließend rasch abgekühlt wird. Ebenso betrifft die Erfindung ein nach dem Verfahren herstelltes Formteil.
  • Aus der US-PS 2 566 752 ist ein Verfahren zur Herstellung eines eisenhaltigen Metallteiles, nämlich eines Verbundteiles beschrieben. In das Verbundteil wird u.a. Kupfer infiltriert, um eine höhere Festigkeit zu erreichen. Hierzu wird vorgeschlagen, nach einem Abkühlen, z.B. in Öl oder Wasser, das Metall wieder auf eine Temperatur zwischen 300 und 600 °C für eine Zeitdauer von ein bis drei Stunden zu erwärmen, um ein Infiltrieren der gewünschten Bestandteile in das Gefüge zu erreichen und dadurch die Festigkeit des Teiles zu erhöhen.
  • Eines der wesentlichen Merkmale der bekannten Formteile aus Sinterstahl ist deren Genauigkeit, mit der sie hergestellt werden können. Es sind Durchmessertoleranzen hoher Qualität erreichbar. Nach der üblichen Arbeitsfolge mit einem Formpressen und einem anschließenden Sintern wird das gesinterte Formteil hierzu kalibriert. Durch den Arbeitsgang des Kalibrierens wird die hohe Genauigkeit erreicht. Formteile, die nicht durch Kalibrieren oder einen anderen Arbeitsvorgang nachbehandelt werden, besitzen keine so hohe Toleranz mit ausreichender Wiederholbarkeit.
  • Ein weiteres Merkmal gesinterter Formteile ist die mehr oder weniger große Porigkeit ihrer Mikrostruktur. Diese Poren stellen innere Kerben dar und beeinflußen damit die Werkstoffeigenschaften erheblich. Mit Sinterstählen lassen sich damit zwar beachtliche Streckgrenzen- und Zugfestigkeitswerte erreichen, aber deren plastische Verformbarkeit, die z.B. als Bruchdehnung gemessen wird, und deren Zähigkeit, die z.B. als Schlagarbeit gemessen wird, sind gering.
  • Ebenso wie die Poren die Zähigkeit begrenzen, so begrenzt die Festigkeit die erreichbare Genauigkeit gesinterter Formteile. Dies liegt daran, daß eine Nacharbeit nach dem Sintern auf wirtschaftliche Weise, z.B. durch Kalibrieren, nur durchgeführt werden kann, wenn die Festigkeit des Werkstoffes 500 bis höchstens 600 N/mm² nicht übersteigt. Sinterstähle mit deutlich höherer Zugfestigkeit sind zwar ohne weiteres herstellbar, z.B. bis etwa 1200 N/mm² Zugfestigkeit, denn Formteile aus solchen Werkstoffen lassen sich zwar auch noch Pressen und Sintern, aber sie lassen sich nicht mehr auf wirtschaftliche Weise zur Erhöhung der Genauigkeit Kalibrieren.
  • Eine hohe Festigkeit an Sinterstählen läßt sich durch legierungstechnische Maßnahme oder durch eine Wärmebehandlung, ggf. durch eine Kombination beider Maßnahmen, erzielen. Legierungstechnische Maßnahmen haben den erwähnten Nachteil, daß damit zwar eine hohe Festigkeit erreicht wird, aber zur Erreichung einer erforderlichen Genauigkeit keine wirtschaftliche Kalibrierung möglich war.
  • Aus diesem Grunde ist bereits versucht worden mit Legierungsbestandteilen in dem Sinterstahlpulver zu arbeiten, wobei nach dem Sintern eine Festigkeit von höchstens ca. 500 N/mm² erreicht worden ist. Anschließend konnten die auf diese Weise hergestellten Formteile kalibriert werden. Um eine höhere Festigkeit zu erhalten, wurde das Sinterteil danach gehärtet. Hierzu wurde es auf eine Temperatur zwischen 800 und 940 °C in Abhängigkeit von der Stahlzusammensetzung erwärmt, wobei eine Austenitisierung einsetzte. Durch ein rasches Abkühlen auf Raumtemperatur und ein anschließendes Anlassen (Wiedererwärmung) in bekannter Weise auf Temperaturen von max. ca. 500 °C wurde die gewünschte höhere Festigkeit erreicht, die auch bei über 1000 N/mm² liegen konnte. Ein derartig behandelter Sinterstahl war jedoch sehr spröde. Dies bedeutete, daß seine Verformbarkeit und Zähigkeit auf ein sehr niedriges Niveau abfielen. Es wurden Dehnungswerte von nur 1% bis 2% gemessen. Weiterhin traten dabei Maßveränderungen infolge von Verzug auf, die so groß waren, daß Toleranzen nur in einer geringen Qualität reproduziert werden konnten.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Herstellen eines Sinterteiles und ein danach hergestelltes Sinterteil zu schaffen, das eine hohe Festigkeit besitzt, gleichzeitig jedoch auch eine gute Dehnbarkeit aufweist, wobei darüberhinaus eine möglichst hohe Formgenauigkeit erreicht werden soll.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1, 2 und 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
  • Es wurde nämlich festgestellt, daß das durch eine rasche Abkühlung auf den genannten Temperaturbereich erzielte bainitische Gefüge eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig guter Dehnbarkeit bzw. Zähigkeit besitzt. Im Vergleich zu einer normalen Härtung bzw. Vergütung können nahezu die gleichen Festigkeitswerte erreicht werden, wobei jedoch die Dehnung und Zähigkeit deutlich besser ist und gleichzeitig auch ein wesentlich geringerer maßlicher Verzug auftritt.
  • Es ist lediglich erforderlich, das zu behandelnde Gut so lange in dem angegebenen Temperaturbereich zu halten, bis das gesamte Gefüge in Bainit umgewandelt ist. Der Temperaturbereich und auch die Umwandlungszeit sind dabei abhängig von der Stahlzusammensetzung.
  • Zwar ist der Arbeitsgang des Bainitisierens bereits bekannt, aber für Sinterstähle, war das Verfahren noch nicht angewendet worden. Dies liegt insbesondere daran, daß es bei einer einfachen Übertragung durch die vorhandene Porosität des Sinterteiles zu Problemen bei der nachfolgenden Härtung bzw. Abkühlung kommen würde. Zum Austenitisieren, d.h. zur Erwärmung des Sinterteiles, verwendet man ein Salzbad und anschließend für das isothermische Bainitisieren ein zweites Salzbad. Da Sinterstähle im allgemeinen sehr porös sind und die Poren häufig untereinander noch Verbindungen haben, besteht somit die Gefahr, daß bei der Salzschmelze oder bei Verwendung eines anderen Bades die hierfür verwendeten Chemikalien in das Innere der Sinterteile eindringen. Dadurch entstehen später sogenannte Ausblühungen, wodurch das Sinterteil sogar unbrauchbar werden kann.
  • Erfindungsgemäß werden deshalb zur Lösung dieses Problemes zwei Wege vorgeschlagen.
  • Die erste Möglichkeit besteht darin, daß die Formpressung des zu sinternten Teiles so hoch gewählt wird, daß ein Porenvolumen von weniger als 8% erreicht wird. Bei einem derartigen Prozentsatz haben die Poren im wesentlichen untereinander keine Verbindung mehr. Dies bedeutet, daß Salz sich dann nur noch bei der Wärmebehandlung in Poren setzen kann, die zur Oberfläche des Sinterteiles hin offen sind. Von dort läßt es sich später leicht auswaschen.
  • Zur Anwendung dieses Verfahrens ist es erforderlich hoch verdichtbare Basispulver und/oder sehr hohe Pressdrücke zu verwenden. Dabei kann in vorteilhafter Weise auch eine stufenweise Behandlung mit einer Operationsfolge: Vorpressen - Vorsintern - Nachpressen - Fertigsintern - und ein anschließendes Bainitisieren durchgeführt werden.
  • Die zweite Möglichkeit besteht darin, daß die Poren des Sinterteiles wenigstens teilweise mit einem Füllstoff gefüllt werden, der gegen die bei einer raschen Abkühlung in einem Bad verwendeten Mittel und Chemikalien resistent ist.
  • Für eine derartige Infiltration eignen sich z.B. metallische Stoffe, deren Schmelzpunkt über der Temperatur des Austenitisierens aber unter der Sintertemperatur liegt. Diese ist z.B. im allgemeinen für Kupfer und entsprechend Kupferlegierungen der Fall.
  • Zur Füllung der Poren können jedoch auch nichtmetallische Stoffe, wie z.B. keramische Stoffe verwendet werden. So sind z.B. Silikate oder eine Mischung bzw. ein dünner Brei aus Talkum und Wasserglas möglich.
  • Im allgemeinen wird man jedoch eine Füllung der Poren mit metallischen Werkstoffen vorziehen, da ja bei der Wärmebehandlung die Abkühlung von der hohen Austenittemperatur auf die Temperatur der Bainitumwandlung sehr rasch erfolgen muß. Dies wird durch Metall oder andere Werkstoffe mit einer guten Wärmeleitfähigkeit als Infiltrate gewährleistet.
  • Zum Zwischenstufenvergüten sind zahlreiche in der sintertechnischen Formteilefertigung gängigen Sinterstahlpulver geeignet. Möglich sind sowohl fertiglegierte, d.h. verdüste, ebenso wie mischlegierte oder anlegierte Pulver. Fertiglegierte Pulver erhält man durch Erschmelzen von Eisen mit den gewünschten Legierungsbestandteilen, wonach die Schmelze zu Pulver verdüst wird, das anschließend in üblicher Weise formgepreßt wird. Mischlegiertes Pulver bedeutet, daß man Eisenpulver mit Legierungspulver zusammenmischt, wonach die trockene Pulvermischung ebenfalls formgepreßt wird. Ein Mittelweg ist die Kombination aus beiden Verfahren, womit ein anlegiertes Pulver für die nachfolgende Formpressung entsteht.
  • Im allgemeinen wird man fertiglegierte Pulver mit z.B. 1,5 bis 2 Gew.% Ni, 0,3 bis 0,6 Gew.% Mo einer entsprechenden Restmenge Eisen zumischen, wobei zusätzlich noch 0,3 bis 1 Gew.% Graphit beigegeben werden kann. Ggf. kann Kupfer im üblichen Rahmen als schwundausgleichendes Legierungselement toleriert werden.
  • Nachfolgend sind nähere Einzelheiten der Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1:
    ausschnittsweise Schnitt durch ein Sinterteil;
    Fig. 2:
    die Beziehung zwischen Zugfestigkeit und Dehnung für verschiedene Legierungssysteme und Wärmebehndlungen.
  • Aus einem fertiglegierten Pulver mit folgender Zusammensetzung:
       1,8 Gew.% Ni
       0,5 Gew.% Mo
       1,5 Gew.% Cu
       Rest Fe
    dem als Zusätze
       ca. 0,4 Gew.% Graphitpulver
       ca. 1% Mikrowachs als Schmiermittel
    zugemischt werden, wird ein Formteil so gepreßt, daß seine Dichte ca. 7,1 g/cm² beträgt. Dies entspricht damit einem Porenvolumen von 9,9%. Anschließend wird bei ca. 1230 °C für 40 Minuten unter Schutzgas gesintert. Während des Sintervorganges wird auf das Formteil so viel Kupferblech aufgelegt, daß sein Gewicht dem Porenvolumen entspricht, welches im vorliegenden Falle rund 10% des Teilegewichtes beträgt. Bei der Sintertemperatur schmilzt das Kupfer und kann damit in die Poren infiltrieren.
  • Nach dem Sintern wird das Formteil kalibriert und anschließend folgender Wärmebehandlung unterzogen.
    • 1. Austenitisieren bei 870 °C, 15 Minuten im Salzbad
    • 2. Innerhalb von 2 Minuten abkühlen auf 345 °C durch Tauchen in entsprechend erwärmtes Salzbad
    • 3. Halten auf 320 °C 45 Minuten im Salzbad
    • 4. beliebige Abkühlung.
  • Auf diese Weise entsteht gemäß Fig. 1 ein Formteil 1 dessen Poren 2 mit Kupfer gefüllt sind.
  • Versuche mit Zerreißproben haben für das vorstehend aufgeführte Beispiel folgende Eigenschaftswerte ergeben:
    Zustand Rp N/mm² Rm N/mm² A %
    Stand der Technik nur gesintert 420..510 530..680 2,0..3,0
    Stand der Technik: gehärtet und angelassen 900..1040 1050..1165 1,6..2,9
    bainitisiert (Zwischenstufenvergütet) 685..740 780..850 7,5..9,3
  • Dabei bedeutet:
    • Rp =
    Proportionalitätsgrenze
    Rm =
    Festigkeit
    A% =
    Dehnung.
  • Wie ersichtlich, liegt zwar gegenüber einem gehärteten und angelassenen Sinterteil 1 eine etwas geringere Proportionalität und Festigkeit vor, aber die Dehnbarkeit ist um ein mehrfaches besser. Gegenüber nur gesinterten Formteilen ist neben der höheren Proportionalität und Festigkeit auch die Dehnbarkeit deutlich besser.
  • In der Fig. 2 sind Werte für verschiedene Sinterstahlsorten bezüglich der Zugfestigkeit über der Dehnung aufgetragen.
  • Dabei sind im unteren Bereich der Zugfestigkeit mehrere Felder mit verschiedenen bekannten Legierungszusammensetzungen dargestellt, wobei das Feld 3 mit einer Legierung aus FE-Cu-Ni-Mo-C die höchsten Zugfestigkeitswerte bei einer allerdings relativ geringen Dehnung aufweist. Wird der gleiche gesinterte Legierungstahl gehärtet und angelassen, so erhält man das Feld 4. Bei einer gleichzeitigen Infiltrierung von Kupfer während des Sintervorganges und einer anschließend gleichen Wärmebehandlung wie bei Feld 4 erhält man das Feld 5 mit den höchsten Zugfestigkeitswerten, wobei allerdings die Dehnung wiederum relativ gering ist. In dem Feld 6 sind die Werte für ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Sinterteil ersichtlich. Wie daraus zu entnehmen ist, ist die Zugfestigkeit deutlich höher als die von Sinterstählen ohne jede Behandlung und nur unwesentlich niedriger als bei einem gehärteten und angelassenen Legierungsstahl. Im Unterschied dazu ist jedoch die prozentuale Dehnung um ein mehrfaches besser.
  • Aus dem Vergleich zwischen den Feldern 4 und 5 ist ersichtlich, daß zwar durch Infiltrieren mit Kupfer die Zugfestigkeit nochmals gesteigert werden kann, aber die Dehnung bleibt in dem gleichen geringen Umfange, wenn sie nicht sogar etwas niedriger ausfällt.
  • Messungen der Durchmesser an ringähnlichen Teilen (außen und innen) die aus einer Pulvermischung entsprechend dem o.a. Ausführungsbeispiel gepreßt und wie beschrieben bainitisiert worden sind, haben ergeben, daß die Toleranz vor und nach der Wärmebehandlung auf der gleichen Qualitätsstufe lag. Bekannte Sinterteile, die durch Härten und nachfolgendes Anlassen vergütet worden sind, erfuhren bei gleichen Teilen dagegen durch die Wärmebehandlung eine deutliche Toleranzvergröberung. Auch für porige Stähle zeigt es sich damit, daß der Maßverzug durch das erfindungsgemäße Bainitisieren deutlich kleiner ist als der durch eine konventionelle Vergütung hervorgerufene.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Formteiles aus Sinterstahl, wobei Sinterstahlpulver formgepreßt und gesintert wird, wonach das Sinterteil durch eine Erwärmung auf Temperaturen von über 800 °C austenitisiert und anschließend rasch abgekühlt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Formpressung des zu sinternden Teiles so hoch gewählt wird, daß ein Porenvolumen von weniger als 8% erreicht wird, und daß nach der austenitischen Wärmebehandlung das Sinterteil auf eine Temperatur von 280 bis 450 °C abgekühlt und in diesem Temperaturbereich zwischen 5 und 60 Minuten gehalten wird, wobei eine bainitische Mikrostruktur des Gefüges erreicht wird.
  2. Verfahren zum Herstellen eines Formteiles aus Sinterstahl, wobei Sinterstahlpulver formgepreßt und gesintert wird, wonach das Sinterteil durch eine Erwärmung auf Temperaturen von über 800 °C austenitisiert und anschließend rasch abgekühlt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Poren des Sinterteiles wenigstens teilweise mit einem Füllstoff gefüllt werden, der gegen die bei einer raschen Abkühlung in einem Bad verwendeten Mittel und Chemikalien resistent ist, und daß nach der austenitischen Wärmebehandlung das Sinterteil auf eine Temperatur von 280 bis 450 °C abgekühlt und in diesem Temperaturbereich zwischen 5 und 60 Minuten gehalten wird, wobei eine bainitische Mikrostruktur des Gefüges erreicht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Abkühlung auf einen Temperaturbereich von 320 bis 360 °C erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Sinterteil zwischen 20 und 40 Minuten in dem Temperaturbereich gehalten wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die austenitische Wärmebehandlung bei 800 bis 900 °C für eine Dauer von 10 bis 60 Minuten durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die austenitische Wärmebehandlung bei 800 bis 900 °C für eine Dauer von 15 bis 20 Minuten durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das zu sinternde Teil vorgepreßt, anschließend vorgesintert, danach nachgepreßt und fertiggesintert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    als Füllstoff ein metallischer Stoff verwendet wird, dessen Schmelzpunkt über der Temperatur des Austenitisierens, jedoch unterhalb der Sintertemperatur liegt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    als Füllstoff Kupfer oder Kupferlegierung verwendet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    als Füllstoff ein keramischer Stoff verwendet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    als Füllstoff Silikat wie Talkum und/oder Wasserglas verwendet wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    als Sinterwerkstoff neben Eisen als Legierungspulver 1,5 bis 2 Gew.% Ni und 0,3 bis 0,6 Gew.% Mo verwendet wird, wobei 0,3 bis 1,0 Gew.% Graphit zugemischt wird.
  13. Formteil aus Sinterstahl,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    es ein Porenvolumen von weniger als 8% besitzt und daß seine Mikrostruktur aus Bainit besteht.
  14. Formteil aus Sinterstahl nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Poren des Sinterteiles wenigstens teilweise mit einem Füllstoff gefüllt sind, der gegen die bei einer raschen Abkühlung in einem Bad verwendeten Mittel und Chemikalien resistent ist und daß seine Mikrostruktur aus Bainit besteht.
  15. Formteil nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    seine Porenräume wenigstens teilweise mit einem Nichteisenmetall, dessen Schmelzpunkt zwischen 920 und 1230 °C liegt, gefüllt sind.
  16. Formteil nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Nichteisenmetall Kupfer oder Kupferlegierung ist.
  17. Formteil nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    seine Porenräume wenigstens teilweise mit einem nichtmetallischen Stoff gefüllt sind.
  18. Formteil nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der nichtmetallische Stoff ein keramischer Stoff wie Silikat, Talkum und/oder Wasserglas ist.
  19. Formteil nach Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    sein spezifisches Gewicht zwischen 6,8 g/cm³ und 7,4 g/cm³ liegt.
  20. Formteil nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das spezifische Gewicht ca. 7,3 g/cm³ beträgt.
EP89113211A 1988-07-27 1989-07-19 Verfahren zum Herstellen eines Formteiles aus Sinterstahl und daraus hergestelltes Formteil Expired - Lifetime EP0354389B1 (de)

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